package com.coding2017.array;

public class ArrayUtil {

    /**
     * 给定一个整形数组a , 对该数组的值进行置换 例如： a = [7, 9 , 30, 3] , 置换后为 [3, 30, 9,7] 如果 a = [7, 9, 30, 3, 4] , 置换后为 [4,3, 30 , 9,7]
     * 
     * @param origin
     * @return
     */
    public void reverseArray(int[] origin) {
        if (nullOrEmpty(origin) || origin.length == 1) {
            return;
        }

        int length = origin.length;
        for (int i = 0; i < length / 2; i++) {
            swap(origin, i, length - 1 - i);
        }
    }

    private void swap(int[] array, int index1, int index2) {
        int temp = array[index1];
        array[index1] = array[index2];
        array[index2] = temp;
    }

    /**
     * 现在有如下的一个数组： int oldArr[]={1,3,4,5,0,0,6,6,0,5,4,7,6,7,0,5} 要求将以上数组中值为0的项去掉，将不为0的值存入一个新的数组，生成的新数组为：
     * {1,3,4,5,6,6,5,4,7,6,7,5}
     * 
     * @param oldArray
     * @return
     */
    public int[] removeZero(int[] oldArray) {
        if (nullOrEmpty(oldArray)) {
            return new int[0];
        }

        int[] tempArray = new int[oldArray.length];
        int newLength = 0;
        for (int e : oldArray) {
            if (e != 0) {
                tempArray[newLength++] = e;
            }
        }
        int[] newArray = new int[newLength];
        System.arraycopy(tempArray, 0, newArray, 0, newLength);
        return newArray;
    }

    /**
     * 给定两个已经排序好的整形数组， a1和a2 , 创建一个新的数组a3, 使得a3 包含a1和a2 的所有元素， 并且仍然是有序的 例如 a1 = [3, 5, 7,8] a2 = [4, 5, 6,7] 则 a3
     * 为[3,4,5,6,7,8] , 注意： 已经消除了重复
     * 
     * @param array1
     * @param array2
     * @return
     */
    public int[] merge(int[] array1, int[] array2) {
        if (nullOrEmpty(array1)) {
            return array2;
        }
        if (nullOrEmpty(array2)) {
            return array1;
        }

        int index1 = 0;
        int index2 = 0;
        int length1 = array1.length;
        int length2 = array2.length;
        int[] tempArray = new int[length1 + length2];
        int pos = 0;
        while (index1 < length1 && index2 < length2) {
            if (array1[index1] == array2[index2]) {
                // 元素相同情况下, 忽略其中一个
                index1++;
            } else if (array1[index1] < array2[index2]) {
                tempArray[pos++] = array1[index1++];
            } else {
                tempArray[pos++] = array2[index2++];
            }
        }

        while (index1 < length1) {
            tempArray[pos++] = array1[index1++];
        }
        while (index2 < length2) {
            tempArray[pos++] = array2[index2++];
        }

        if (pos == tempArray.length) {
            return tempArray;
        }
        int[] result = new int[pos];
        System.arraycopy(tempArray, 0, result, 0, pos);
        return result;
    }

    private boolean nullOrEmpty(int[] array) {
        return array == null || array.length == 0;
    }

    /**
     * 把一个已经存满数据的数组 oldArray的容量进行扩展， 扩展后的新数据大小为oldArray.length + size 注意，老数组的元素在新数组中需要保持 例如 oldArray = [2,3,6] , size =
     * 3,则返回的新数组为 [2,3,6,0,0,0]
     * 
     * @param oldArray
     * @param size
     * @return
     */
    public int[] grow(int[] oldArray, int size) {
        assert oldArray != null;
        assert size >= 0;

        int[] result = new int[oldArray.length + size];
        System.arraycopy(oldArray, 0, result, 0, oldArray.length);
        return result;
    }

    /**
     * 斐波那契数列为：1，1，2，3，5，8，13，21...... ，给定一个最大值， 返回小于该值的数列 例如， max = 15 , 则返回的数组应该为 [1，1，2，3，5，8，13] max = 1, 则返回空数组 []
     * 
     * @param max
     * @return
     */
    public int[] fibonacci(int max) {
        if (max <= 1) {
            return new int[0];
        }
        int f1 = 1;
        int f2 = 1;
        // 超过max的那个pos, 也就是最终长度
        int maxPos = 2;
        while (true) {
            int curData = f1 + f2;
            if (curData > max) {
                break;
            }
            f1 = f2;
            f2 = curData;
            maxPos++;
        }

        int[] result = new int[maxPos];
        f1 = 1;
        f2 = 1;
        for (int i = 0; i < maxPos; i++) {
            if (i == 0 || i == 1) {
                result[i] = 1;
            } else {
                result[i] = f1 + f2;
                f1 = f2;
                f2 = result[i];
            }
        }
        return result;
    }

    /**
     * 返回小于给定最大值max的所有素数数组 例如max = 23, 返回的数组为[2,3,5,7,11,13,17,19]
     * 
     * @param max
     * @return
     */
    public int[] getPrimes(int max) {
        if (max <= 2) {
            return new int[0];
        }

        boolean[] data = new boolean[max];

        // 1. 把2放置为true
        data[2] = true;

        // 2. 把奇数首先初始化为true
        for (int i = 3; i < max; i += 2) {
            data[i] = true;
        }

        // 3. 从3开始到max/2检查素数, 然后把这个数的倍数全都置为false
        for (int i = 3; i < max / 2; i += 2) {
            data[i] = isPrime(i);
            for (int j = 3; i * j < max; j += 2) {
                data[i * j] = false;
            }
        }

        // 4. 查一共多少个
        int primeCount = 0;
        for (int i = 0; i < max; i++) {
            if (data[i]) {
                primeCount++;
            }
        }

        // 5. 构造结果
        int[] result = new int[primeCount];
        int pos = 0;
        for (int i = 0; i < max; i++) {
            if (data[i]) {
                result[pos++] = i;
            }
        }
        return result;
    }

    private boolean isPrime(int n) {
        for (int i = 2; i <= n / 2; i++) {
            if (n % i == 0) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    /**
     * 所谓“完数”， 是指这个数恰好等于它的因子之和，例如6=1+2+3 给定一个最大值max， 返回一个数组， 数组中是小于max 的所有完数
     * 
     * @param max
     * @return
     */
    public int[] getPerfectNumbers(int max) {
        boolean[] data = new boolean[max];
        int count = 0;
        for (int i = 0; i < max; i++) {
            if (isPerfectNumber(i)) {
                data[i] = true;
                count++;
            }
        }

        int[] result = new int[count];
        int pos = 0;
        for (int i = 0; i < max; i++) {
            if (data[i]) {
                result[pos++] = i;
            }
        }
        return result;
    }

    private boolean isPerfectNumber(int n) {
        if (n <= 0) {
            return false;
        }

        int temp = 0;
        for (int i = 1; i <= n / 2; i++) {
            if (n % i == 0) {
                temp += i;
            }
        }

        return temp == n;
    }

    /**
     * 用seperator 把数组 array给连接起来 例如array= [3,8,9], seperator = "-" 则返回值为"3-8-9"
     * 
     * @param array
     * @param seperator
     * @return
     */
    public String join(int[] array, String seperator) {
        if (nullOrEmpty(array)) {
            return "";
        }
        StringBuilder builder = new StringBuilder(String.valueOf(array[0]));
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            builder.append(seperator).append(array[i]);
        }
        return builder.toString();
    }
}
